导语

  

内容提要

  

    随着科技事业的不断发展，软硬件之间的整合越来越密切，未来社会是属于智能化的社会，而机器人也在这样的大环境下获得了前所未有的发展。本书就是一本非常通俗的机器人学入门级指南，能够帮助更多的人了解机器人学。
    马娅·马塔里奇编著、李华峰编译的《机器人学经典教程》通过 22章的内容，全面细致地向读者介绍了有关机器人学的相关知识。本书从机器人学的定义讲起，陆续介绍了机器人简史、机器人的组成部分、效应器和执行器、运动、操作、传感器、简单的传感器、复杂的传感器、反馈控制、控制架构、表示、审慎控制、反应控制、混合控制、基于行为的控制、行为协调、突现行为导航、群机器人、优化机器人以及机器人的未来。
    本书内容全面、讲解细致，非常适合机器人爱好者以及参加机器人比赛的老师和学生阅读，也适合智能新技术领域的从业人员参考学习。

第1章  机器人学的定义
第2章  机器人简史
  2.1  控制理论
  2.2  控制论
    2.2.1  “机械龟”
    2.2.2  Braitenberg的“车型机器人”
  2.3  人工智能
第3章  机器人的组成部分
  3.1  具身化
  3.2  感知
  3.3  行动
  3.4  脑力和体力
  3.5  自主
第4章  效应器和执行器
  4.1  主动驱动与被动驱动
  4.2  执行器的类型
  4.3  电机
    4.3.1  直流电机
    4.3.2  齿轮装置
    4.3.3  伺服电机
  4.4  自由度
第5章  运动
  5.1  稳定性
    5.1.1  静态稳定性
    5.1.2  动态稳定性
  5.2  运动步态
    5.2.1  步态
    5.2.2  三角步态和交替三角步态
    5.2.2  叠波步态
  5.3  轮子和转向装置
    5.3.1  完整性
    5.3.2  差动驱动
  5.4  停留在途中vs到达目的地
第6章  操作
  6.1  末端效应器
  6.2  遥操作
  6.3  为什么操作是很困难的
第7章  传感器
  7.1  处理层次
第8章  简单的传感器
  8.1  主动型传感器与被动型传感器
  8.2  开关
  8.3  光学传感器
    8.3.1  偏振光
    8.3.2  反射式光传感器
    8.3.3  反射光传感器
    8.3.4  红外线
    8.3.5  光的调制解调技术
    8.3.6  光束中断传感器
    8.3.7  转轴编码器
  8.4  电阻位置传感器
第9章  复杂的传感器
  9.1  超声波或声纳探测
    9.1.1  声纳以前都做了什么？声纳还能用在什么地方
    9.1.2  镜面反射
  9.2  激光传感
  9.3  视觉感知
    9.3.1  摄像机
    9.3.2  边缘检测
    9.3.3  基于模型的视觉
    9.3.4  运动视觉
    9.3.5  立体视觉
    9.3.6  纹理、阴影、轮廓
    9.3.7  生物视觉
    9.3.8  机器人视觉
第10章  反馈控制
  10.1  反馈控制或闭环控制
  10.2  误差的诸多层面
  10.3  一个反馈控制机器人的例子
  10.4  反馈控制的类型
    10.4.1  比例控制
    10.4.2  微分控制
    10.4.3  积分控制
    10.4.4  PD和PID控制
  10.5  前馈或开环控制
第11章  控制架构
  11.1  谁需要控制架构
  11.2  机器人的编程语言
  11.3  架构是什么
    11.3.1  时间
    11.3.2  模块化
    11.3.3  表示
第12章  表示
  12.1  制作地图的多种方法
  12.2  机器人能表示什么
  12.3  表示的开销
第13章  审慎控制
  13.1  规划的概念
  13.2  规划成本
第14章  反应控制
  14.1  行动选择
  14.2  包容式体系结构
  14.3  如何确定行为的顺序
第15章  混合控制
  15.1  处理世界/地图/任务的变化
  15.2  计划以及重新计划
  15.3  避免重新计划
  15.4  在线以及离线规划
第16章  基于行为的控制
  16.1  分布式表征
  16.2  一个例子：分布式地图构建
    16.2.1  机器人托托（Toto）
    16.2.2  托托的导航
    16.2.3  托托的地标检测
    16.2.4  托托的地图构建行为
    16.2.5  托托行为地图中的路径规划
    16.2.6  托托地图的后续工作
第17章  行为协调
  17.1  行为仲裁：做出选择
  17.2  行为融合：概括
第18章  突现行为
  18.1  一个例子：突现的沿墙移动
  18.2  整体大于各部分的总和
  18.3  突现的组件
  18.4  期待意想不到的事情
  18.5  对惊喜的预测
  18.6  好的与坏的突现行为
  18.7  体系结构以及突现
第19章  导航
  19.1  定位
  19.2  搜索以及路径规划
  19.3  定位与地图构建
  19.4  覆盖
第20章  群机器人
  20.1  团队合作的益处
  20.2  团队合作的挑战
  20.3  群体与团队类型
  20.4  通信
  20.5  让一个团队同场竞技
    20.5.1  我是领导：集中控制
    20.5.2  团队一起完成任务：分布控制
  20.6  多机器人控制的架构
第21章  更上一层楼：学习
  21.1  强化学习
    21.1.1  探索
    21.1.2  探索vs利用
    21.1.3  控制策略
  21.2  监督式学习
  21.3  模仿学习/示范学习
    21.3.1  人机交互
    21.3.2  感受任务
  21.4  学会与遗忘
    21.4.1  遗忘
    21.4.2  终身学习
第22章  机器人的未来
  22.1  空间机器人
  22.2  外科手术机器人
    22.2.1  触觉学
    22.2.2  纳米机器人
  22.3  自重构机器人
  22.4  人形机器人
  22.5  社交机器人以及人机交互
  22.6  服务机器人、行为辅助机器人以及康复训练机器人
    22.6.1  服务机器人
    22.6.2  行为辅助机器人
    22.6.3  康复训练机器人
    22.6.4  社会辅助机器人
  22.7  教育机器人
    22.7.1  STEM课题
    22.7.2  教育机器人
  22.8  伦理意蕴